В ранней Вселенной могли существовать цветные черные дыры
Еще Стивен Хокинг предполагал, что темная материя может представлять собой россыпь микроскопических черных дыр, сформировавшихся, а затем схлопнувшихся в первые мгновения после Большого взрыва. Его последователи, развивая данную гипотезу, пришли к ряду еще более неожиданных выводов — например, к тому, что некоторые из этих сверхплотных объектов могли бы обладать «цветовым зарядом». Несмотря на явную экзотику, концепция вполне правдоподобна и в случае подтверждения может привести к перевороту в понимании темной материи.
Согласно предположению Хокинга, в первую квинтиллионную долю секунды после рождения Вселенной в ней появилось бы совершенно астрономическое количество аномалий. В том числе — россыпь крошечных уплотнений пространства-времени, по общей массе многократно превышавшая всю «обычную» материю. Разумеется, составляющие ее черные дыры должны были моментально испариться, но темная материя, которую мы видим вокруг себя (или, вернее, пока еще не видим), при таком сценарии является прямым потомком этой необычной «субстанции».
Исследуя свойства таких первичных черных дыр, дуэт астрофизиков из Массачусетского технологического института обнаружил у них новые, еще более необычные черты. Первым поворотным пунктом исследования стал вопрос: из какой именно материи рождались первые во Вселенной миниатюрные сингулярности?
Несмотря на то, что данный вопрос, судя по всему, был сформулирован в таком виде впервые, ответ был найден довольно быстро: кварк-глюонная плазма. В первую квинтиллионную долю секунды лишь она могла бы дать необходимый материал для появления секстиллионов черных дыр массой со средний астероид и размером с атом. И даже некоторое количество совсем уж фантастических «сущностей» — массой с молодого слона и диаметром гораздо меньше одного протона.
Ни одна из этих черных дыр не имела шансов прожить хотя бы пару секунд, не говоря уже о 13,8 миллиарда лет. Но, образовавшись в первичном «супе» из свободных кварков и глюонов, они несли бы многие черты этого дикого мира. И прежде всего — характерный лишь для этих элементарных частиц «цветовой заряд», исчезающий на любом из более высоких уровней организации материи (у протонов или нейтронов, которые должны были появиться буквально тут же, никакого «цвета» уже не существует).
Профессор Дэвид Кайзер и его аспирантка Эльба Алонсо-Монсальве рассчитали (не без помощи компьютерного моделирования) распределение цветового заряда в ранней раскаленной плазме. И оказалось, что некоторые черные дыры могли быть настолько маленькими, что больше одного заряда в них бы «не поместилось» — это радикально отличало бы их от более крупных и «колористически нейтральных» сверстниц.
Таким образом, впервые был реалистично показан процесс появления черных дыр миниатюрного класса в эпоху, непосредственно следовавшую за Большим взрывом, а гипотеза Хокинга получила определенные (пусть пока и сугубо теоретические) подтверждения. Возможно, в течение следующих десятилетий земная наука выйдет на уровень развития, который позволит подтвердить или опровергнуть данную концепцию экспериментально. И установить наконец, как протекал генезис материи, составляющей 85% всей массы во Вселенной.
Самое популярное
